锂电有关原理专业知识

1.锂电池的工作原理

锂离子电池原理如下 充电过程,锂离子从正极板内脱嵌出来.进入电解液穿过隔膜,最后镶嵌进负极板内;放电过程.锂离子从负极板内脱嵌出来,进入电解液穿过隔膜,最后镶嵌进正极板内。

业内形象的称之为“摇椅”电池,充电锂离子摇到了负极.放电又摇回了正极。这张图片来源于网络,阳极主成份是钻酸锂,阴极主成份是碳,电解质为聚合物。

1.正极板的主要成分不同.形成了前面提到的钻酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂和三元锂四大类,例如钻酸锂电心的正极是LICoO2加导电剂和粘合剂,涂在铝箔上形成正极板。铝箔是集流体,等同于铅酸电池的阳极板栅和汇流排.铝箔与铝箔间用超声波焊接。

由阳极主材料分类,锂电池有四种:钻酸锂、磷酸铁锂(有时简称铁锂)、锰酸锂和三元锂四种。目前,关于阳极主材料的研究仍在继续,品种还在增加。

2.负极板,锂离子电池一般用碳材料(主要是石墨)作负极,是层状石墨加导电剂及粘合剂涂在铜箔基带上:这里,铜箔是集流体,等同于铅酸电池的阴极板栅和汇流排,铜箔与铜箔间用点焊机焊接。 3.电解液是含锂离子的.成分比较复杂,多用代号表示,第一代电解液: PC+DME+IMLiPF6,与石墨负极匹配性差,易发生溶剂共嵌入。

第二代电解液: EC+DMC(orDEC)+lMLlPF6,低温性能差。第三代电解液:EC+DMC(DEC)+EMC+lMLiPF6.电导率可达10-2S.cm-1.>50%。

目前工作大多集中在选择添加剂方面,以提高电池首次充放电效率,提高SEI(该代号后文化成中有解释)稳定性。

2.锂电原理知识

锂电池原理

锂离子电池的正极材料通常有锂的活性化合物组成,负极则是特殊分子结构的碳.常见的正极材料主要成分为 LiCoO2 ,充电时,加在电池两极的电势迫使正极的化合物释出锂离子,嵌入负极分子排列呈片层结构的碳中.放电时,锂离子则从片层结构的碳中析出,重新和正极的化合物结合.锂离子的移动产生了电流.

化学反应原理虽然很简单,然而在实际的工业生产中,需要考虑的实际问题要多得多:正极的材料需要添加剂来保持多次充放的活性,负极的材料需要在分子结构级去设计以容纳更多的锂离子;填充在正负极之间的电解液,除了保持稳定,还需要具有良好导电性,减小电池内阻.

虽然锂离子电池很少有镍镉电池的记忆效应,记忆效应的原理是结晶化,在锂电池中几乎不会产生这种反应.但是,锂离子电池在多次充放后容量仍然会下降,其原因是复杂而多样的.主要是正负极材料本身的变化,从分子层面来看,正负极上容纳锂离子的空穴结构会逐渐塌陷、堵塞;从化学角度来看,是正负极材料活性钝化,出现副反应生成稳定的其他化合物.物理上还会出现正极材料逐渐剥落等情况,总之最终降低了电池中可以自由在充放电过程中移动的锂离子数目.

过度充电和过度放电,将对锂离子电池的正负极造成永久的损坏,从分子层面看,可以直观的理解,过度放电将导致负极碳过度释出锂离子而使得其片层结构出现塌陷,过度充电将把太多的锂离子硬塞进负极碳结构里去,而使得其中一些锂离子再也无法释放出来.这也是锂离子电池为什么通常配有充放电的控制电路的原因.

不适合的温度,将引发锂离子电池内部其他化学反应生成我们不希望看到的化合物,所以在不少的锂离子电池正负极之间设有保护性的温控隔膜或电解质添加剂.在电池升温到一定的情况下,复合膜膜孔闭合或电解质变性,电池内阻增大直到断路,电池不再升温,确保电池充电温度正常.

而深充放能提升锂离子电池的实际容量吗?专家明确地告诉我,这是没有意义的.他们甚至说,所谓使用前三次全充放的“激活”也同样没有什么必要.然而为什么很多人深充放以后 Battery Information 里标示容量会发生改变呢 ? 后面将会提到.

锂离子电池一般都带有管理芯片和充电控制芯片.其中管理芯片中有一系列的寄存器,存有容量、温度、ID 、充电状态、放电次数等数值.这些数值在使用中会逐渐变化.我个人认为,使用说明中的“使用一个月左右应该全充放一次”的做法主要的作用应该就是修正这些寄存器里不当的值,使得电池的充电控制和标称容量吻合电池的实际情况.

充电控制芯片主要控制电池的充电过程.锂离子电池的充电过程分为两个阶段,恒流快充阶段(电池指示灯呈黄色时)和恒压电流递减阶段 ( 电池指示灯呈绿色闪烁.恒流快充阶段,电池电压逐步升高到电池的标准电压,随后在控制芯片下转入恒压阶段,电压不再升高以确保不会过充,电流则随着电池电量的上升逐步减弱到 0 ,而最终完成充电.

电量统计芯片通过记录放电曲线(电压,电流,时间)可以抽样计算出电池的电量,这就是我们在 Battery Information 里读到的 wh. 值.而锂离子电池在多次使用后,放电曲线是会改变的,如果芯片一直没有机会再次读出完整的一个放电曲线,其计算出来的电量也就是不准确的.所以我们需要深充放来校准电池的芯片.

3.锂电池的工作原理

锂离子电池的基本知识 便携式电子产品以电池作为电源。

随着便携式产品的迅猛发展,各种电池的用量大增,并且开发出许多新型电池。除大家较熟悉的高性能碱性电池、可充电的镍镉电池、镍氢电池外,还有近年来开发的锂电池。

这里主要介绍有关锂电池的基本知识。这包括它的特性、主要参数、型号的意义、应用范围及使用注意事项等。

锂是一种金属元素,其化学符号为Li(其英文名为lithium),是一种银白色、十分柔软、化学性能活泼的金属,在金属中是最轻的。它除了应用于原子能工业外,可制造特种合金、特种玻璃(电视机上用的荧光屏玻璃)及锂电池。

在锂电池中它用作电池的阳极。 锂电池也分成两大类:不可充电的及可充电的两类。

不可充电的电池称为一次性电池,它只能将化学能一次性地转化为电能,不能将电能还原回化学能(或者还原性能极差)。而可充电的电池称为二次性电池(也称为蓄电池)。

它能将电能转变成化学能储存起来,在使用时,再将化学能转换成电能,它是可逆的,如电能化学能锂电池的主要特点。 锂电池的最大特点是比能量高。

什么是比能量呢?比能量指的是单位重量或单位体积的能量。比能量用Wh/kg或Wh/L来表示。

Wh是能量的单位,W是瓦、h是小时;kg是千克(重量单位),L是升(体积单位)。这里举一个例来说明:5号镍镉电池的额定电压为1.2V,其容量为800mAh,则其能量为0.96Wh(12V*08Ah)。

同样尺寸的5号锂-二氧化锰电池的额定电压为3V,其容量为1200mAh,则其能量为3.6Wh。这两种电池的体积是相同的,则锂-二氧化锰电池的比能量是镍镉电池的3.75倍! 一节5号镍镉电池约重23g,而一节5号锂-二氧化锰电池约重18g。

一节锂-二氧化锰电池为3V,而两节镍镉电池才2.4V。所以采用锂电池时电池数量少(使便携式电子产品体积减小、重量减轻),并且电池的工作寿命长。

另外锂电池具有放电电压稳定、工作温度范围宽、自放电率低、储存寿命长、无记忆效应及无公害等优点。 锂电池的缺点是价格昂贵,所以目前尚不能普遍应用,主要应用于掌上计算机、PDA、通信设备、照相机、卫星、导弹、鱼雷、仪器等。

随着技术的发展、工艺的改进及生产量的增加,锂电池的价格将会不断地下降,应用上也会更普遍。 不可充电的锂电池 不可充电的锂电池有多种,目前常用的有锂-二氧化锰电池、锂—亚硫酰氯电池及锂和其它化合物电池。

本文仅介绍最常用的。 1锂-二氧化锰电池(LiMnO2) 锂-二氧化锰电池是一种以锂为阳极、以二氧化锰为阴极,并采用有机电解液的一次性电池。

该电池的主要特点是电池电压高,额定电压为3V(是一般碱性电池的2倍);终止放电电压为2V;比能量大(见上面举的例子);放电电压稳定可靠;有较好的储存性能(储存时间3年以上)、自放电率低(年自放电率≤2%);工作温度范围-20℃~+60℃。 该电池可以做成不同的外形以满足不同要求,它有长方形、圆柱形及纽扣形(扣式)。

圆柱形的也有不同的直径及高度尺寸。上图就是日本产万胜锂-二氧化锰电池,3伏电压,不可充电,单节体积15×40毫米。

可充电锂离子电池 可充电锂离子电池是目前手机中应用最广泛的电池,但它较为“娇气”,在使用中不可过充、过放(会损坏电池或使之报废)。因此,在电池上有保护元器件或保护电路以防止昂贵的电池损坏。

锂离子电池充电要求很高,要保证终止电压精度在1%之内,目前各大半导体器件厂已开发出多种锂离子电池充电的IC,以保证安全、可靠、快速地充电。 现在手机已十分普遍,手机中一部分是镍氢电池,但灵巧型的手机则是锂离子电池。

正确地使用锂离子电池对延长电池寿命是十分重要的。锂离子电池是目前应用最为广泛的锂电池,它根据不同的电子产品的要求可以做成扁平长方形、圆柱形、长方形及扣式,并且有由几个电池串联在一起组成的电池组。

锂离子电池的额定电压为3.6V(有的产品为3.7V)。充满电时的终止充电电压与电池阳极材料有关:阳极材料为石墨的4.2V;阳极材料为焦炭的4.1V。

不同阳极材料的内阻也不同,焦炭阳极的内阻略大,其放电曲线也略有差别,如图1所示。一般称为4.1V锂离子电池及4.2V锂离子电池。

现在使用的大部分是4.2V的,锂离子电池的终止放电电压为2.5V~2.75V(电池厂给出工作电压范围或给出终止放电电压,各参数略有不同)。低于终止放电电压继续放电称为过放,过放对电池会有损害。

锂离子电池不适合用作大电流放电,过大电流放电时会降低放电时间(内部会产生较高的温度而损耗能量)。因此电池生产工厂给出最大放电电流,在使用中应小于最大放电电流。

锂离子电池对温度有一定要求,工厂给出了充电温度范围、放电温度范围及保存温度范围。 锂离子电池对充电的要求是很高的,它要求精密的充电电路以保证充电的安全。

终止充电电压精度允差为额定值的±1%(例如:充4.2V的锂离子电池,其允差为±0.042V),过压充电会造成锂离子电池永久性损坏。锂离子电池充电电流应根据电池生产厂的建议,并要求有限流电路以免发生过流(过热)。

一般常用的充电率为0.25C~1C(C是电池的容量,如C=800mAh,1C。

4.锂电池的工作原理

锂电池分为知锂金属电池和锂离子电池两种。

1、锂金属电池

锂金属电池一般是使用二氧化锰为正极材料、金属锂或其合金金属为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。放电反应原理为:Li+MnO2=LiMnO2

2、锂离子电池

锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。充电正极上发生的反应为:LiCoO2==Li(1-x)CoO2+XLi++Xe-(电子);充电负极上发生的反应为:6C+XLi++Xe- = LixC6;充电电池总反应:LiCoO2+6C = Li(1-x)CoO2+LixC6

扩展资料道:

相较于以化石燃料为基础的传统能源供给方式,锂电池的出现打破了以往的碳基供能方式,减少了碳排放量,为可持续发展提供了新路径。

从上世纪90年代开始,锂电池开始进入市场,逐渐成为电器和IT终端设备的动力选择。更小的体积、更回稳定的性能、更好的循环性,使锂电池逐渐遍布人们日常生活的各个方面,助力答人类向清洁世界迈出重要一步。

参考资料来源:百度百科——锂电池

参考资料来源:人民网——人民日报新知:锂电池助推能源革新

5.锂电池的基本原理和特性

特别是新买的手机要好好保护的说~~~~~现在的手机都是使用的锂离子电池 锂离子电池的使用,我们分三点来谈。

1、如何为新电池充电 在使用锂电池中应注意的是,电池放置一段时间后则进入休眠状态,此时容量低于正常值,使用时间亦随之缩短。但锂电池很容易 激活,只要经过3—5次正常的充放电循环就可 激活 电池,恢复正常容量。

由于锂电池本身的特性,决定了它几乎没有记忆效应 。因此用户手机中的新锂电池在激活过程中,是不需要特别的方法和设备的。

不仅理论上是如此,从我自己的实践来看,从一开始就采用标准方法充电这种“自然激活”方式是最好的。 对于锂电池的“激活”问题,众多的说法是:充电时间一定要超过12小时,反复做三次,以便 激活 电池。

这种“前三次充电要充12小时以上”的说法,明显是从镍电池(如镍镉和镍氢)延续下来的说法。所以这种说法,可以说一开始就是误传。

锂电池和镍电池的充放电特性有非常大的区别,而且可以非常明确的告诉大家,我所查阅过的所有严肃的正式技术资料都强调过充和过放电会对锂电池、特别是液体锂离子电池造成巨大的伤害。因而充电最好按照标准时间和标准方法充电,特别是不要进行超过12个小时的超长充电。

通常,手机说明书上介绍的充电方法,就是适合该手机的标准充电方法。 此外,锂电池的手机或充电器在电池充满后都会自动停充,并不存在镍电充电器所谓的持续10几小时的“涓流”充电。

也就是说,如果你的锂电池在充满后,放在充电器上也是白充。而我们谁都无法保证电池的充放电保护电路的特性永不变化和质量的万无一失,所以你的电池将长期处在危险的边缘徘徊。

这也是我们反对长充电的另一个理由。 此外在对某些手机上,充电超过一定的时间后,如果不去取下充电器,这时系统不仅不停止充电,还将开始放电-充电循环。

也许这种做法的厂商自有其目的,但显然对电池和手机/充电器的寿命而言是不利的。同时,长充电需要很长的时间,往往需要在夜间进行,而以我国电网的情况看,许多地方夜间的电压都比较高,而且波动较大。

前面已经说过,锂电池是很娇贵的,它比镍电在充放电方面耐波动的能力差得多,于是这又带来附加的危险。 此外,不可忽视的另外一个方面就是锂电池同样也不适合过放电,过放电对锂电池同样也很不利。

这就引出下面的问题。 2、正常使用中应该何时开始充电 在我们的论坛上,经常可以见到这种说法,因为充放电的次数是有限的,所以应该将手机电池的电尽可能用光再充电。

但是我找到一个关于锂离子电池充放电循环的实验表,关于循环寿命的数据列出如下: 循环寿命 (10%DOD):>1000次 循环寿命 (100%DOD):>200次 其中DOD是放电深度的英文缩写。从表中可见,可充电次数和放电深度有关,10%DOD时的循环寿命要比100%DOD的要长很多。

当然如果折合到实际充电的相对总容量:10%*1000=100,100%*200=200,后者的完全充放电还是要比较好一些,但前面网友的那个说法要做一些修正:在正常情况下,你应该有保留地按照电池剩余电量用完再充的原则充电,但假如你的电池在你预计第2天不可能坚持整个白天的时候,就应该及时开始充电,当然你如果愿意背着充电器到办公室又当别论。 而你需要充电以应付预计即将到来的会导致通讯繁忙的重要事件的时候,即使在电池尚有很多余电时,那么你也只管提前充电,因为你并没有真正损失“1”次充电循环寿命,也就是“0.x”次而已,而且往往这个x会很小。

电池剩余电量用完再充的原则并不是要你走向极端。和长充电一样流传甚广的一个说法,就是“尽量把手机电池的电量用完,最好用到自动关机”。

这种做法其实只是镍电池上的做法,目的是避免 记忆效应 发生,不幸的是它也在锂电池上流传之今。曾经有人因为手机电池电量过低的警告出现后,仍然不充电继续使用一直用到自动关机的例子。

结果这个例子中的手机在后来的充电及开机中均无反应,不得不送客服检修。这其实就是由于电池因过度放电而导致电压过低,以至于不具备正常的充电和开机条件造成的。

3、对锂电池手机的正确做法 归结起来,我对锂电池手机在使用中的充放电问题最重要的提示是: 1、按照标准的时间和程序充电,即使是前三次也要如此进行; 2、当出现手机电量过低提示时,应该尽量及时开始充电; 3、锂电池的激活并不需要特别的方法,在手机正常使用中锂电池会自然激活 。如果你执意要用流传的“前三次12小时长充电 激活 ”方法,实际上也不会有效果。

因此,所有追求12小时超长充电和把锂电池手机用到自动关机的做法,都是错误的。如果你以前是按照错误的说法做的,请你及时改正,也许为时还不晚。

当然,在手机及充电器自身保护和控制电路质量良好的情况下,对锂电池的保护还是有相当保证的。所以对充电规则的理解才是重点,在某些情况下也是可以做出某种让步的。

比如你发现手机在你夜晚睡觉前必须充电的话,你也可以在睡前开始充电。问题的关键在于,你应该知道正确的做法是什么,并且不要刻意按照错误的说法去做。

6.锂电池的使用原理主要都包括哪些

德沃斯锂电主要从下面两个点来举例说明:

第一点是这种锂离子电池主要由正负极构成。这种电池和平常的普通电池一样,这样电池所采用的正负极也是两种电负性不同的材料,从而在当中产生电势差,然后才能为电子的转移提供一种势能,这样就能够让这种电池在正负极之间成功地进行一个氧化反应以及一个还原反应,将化学能成功地转化为电能,这就是这种电池的正负极构成。

第二点是可充电的锂离子电池的使用原理。对于可充电电池还有一次性供电的电池,它们的使用机理是不同的。一次性使用的电池是仅仅包括一个放电的过程,那么它就是一个不可逆的反应。但是对于可充电的电池来说,它是一个可逆的反应,在充电和放电的时候,正好将这个反应进行一个逆过程,所以在充电的时候将电能转化为化学能储存起来,放电的时候将化学能转化为电能释放出来。

整体来说,锂离子电池在现在的使用范围比较广泛,而且它的性能也比较优秀,那么我们使用这种电池即使不了解它的原理也能够去比较简单的选择一下。但是如果我们了解了其中的工作原理,就可以更深入的去选择去琢磨。

7.锂电池的使用原理主要都包括哪些

德沃斯锂电主要从下面两个点来举例说明:第一点是这种锂离子电池主要由正负极构成。

这种电池和平常的普通电池一样,这样电池所采用的正负极也是两种电负性不同的材料,从而在当中产生电势差,然后才能为电子的转移提供一种势能,这样就能够让这种电池在正负极之间成功地进行一个氧化反应以及一个还原反应,将化学能成功地转化为电能,这就是这种电池的正负极构成。 第二点是可充电的锂离子电池的使用原理。

对于可充电电池还有一次性供电的电池,它们的使用机理是不同的。一次性使用的电池是仅仅包括一个放电的过程,那么它就是一个不可逆的反应。

但是对于可充电的电池来说,它是一个可逆的反应,在充电和放电的时候,正好将这个反应进行一个逆过程,所以在充电的时候将电能转化为化学能储存起来,放电的时候将化学能转化为电能释放出来。 整体来说,锂离子电池在现在的使用范围比较广泛,而且它的性能也比较优秀,那么我们使用这种电池即使不了解它的原理也能够去比较简单的选择一下。

但是如果我们了解了其中的工作原理,就可以更深入的去选择去琢磨。

8.锂电池的工作原理是什么,为什么有的手机锂电池是四个接头,有的是

经高速搅拌均匀后,制成浆状的正负极物质。

工具/原料正极材料负极材料隔膜纸步骤/方法制浆 : 用专门的溶剂和粘接剂分别与粉末状的正负极活性物质混合,制成成品电池。化成,到达负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中,嵌入的锂离子越多,在摇椅的两端来回奔跑。

所以,而锂离子就象优秀的运动健将 电化学反应 大家都已知道,锂离子电池的正极材料是氧化钴锂,负极是碳。回到正极的锂离子越多,放电容量越高,当对电池进行放电时(即我们使用电池的过程): 用专用的电池充放电设备对成品电池进行充放电测试,嵌在负极碳层中的锂离子脱出,充电容量越高。

同样道理: 按正极片–隔膜–负极片–隔膜自上而下的顺序放好,经卷绕制成电池极芯,再经注入电解液、封口等工艺过程,即完成电池的装配过程,电池的正极上有锂离子生成,生成的锂离子经过电解液运动到负极。 涂膜: 将制成的浆料均匀地涂覆在金属箔的表面。

锂离子电池的工作原理就是指其充放电原理。当对电池进行充电时。

我们通常所说的电池容量指的就是放电容量。而作为负极的碳呈层状结构,它有很多微孔,摇椅的两端为电池的两极。

不难看出,在锂离子电池的充放电过程中,锂离子处于从正极 → 负极 → 正极的运动状态。如果我们把锂离子电池形象地比喻为一把摇椅,烘干,分别制成正负极极片。

装配,对每一只电池都进行检测,又运动回到正极,专家们又给了锂离子电池一个可爱的名字摇椅式电池。

锂电有关原理专业知识

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